管道及附件散热量的计算

电加热是利用电伴热热产品所产生的热量来补偿被伴热的管道、容器、罐体等工艺装置所散耗的热量，以维持其相应的介质温度来满足工艺要求。正确计算出管道、容器、罐体等工艺装置的散热量，对准确维持介质温度是至关重要的。
1. 工艺参数的确定
为确保计算的准确性，在计算前应正确确定各项参数：他们是管道、容器、罐体等介质要求维持的温度 T。管道的直径d或容器的表面积S。保温材料的品种及厚σ、环境温度（最低平均温度）TH、敷设环境（室内或室外、地面或埋地）。并计算维持温度TW与环境温度TH之差。
2. 管道散热量的计算
Q=f x e x h x q
Q—实际需要的伴热量
q—基准情况下单位长度管道的散热量q（根据工艺参数查表得到）
f—保温材料系数（查表5-1）
e—管材系数（金属为1，非金属为0.6-0.9）
h—环境系数（室外为1，室内为0.9）
例1： 某厂有一金属管线，管径为1/2" ,保温材料是硅酸钙，厚度10mm，管道中介质的维持温度10℃，冬季最低平均气温是℃（室外）。求管道每米热损失。
一：ΔT=Tw-TH=10℃-(-25℃)=35℃
二：查表5-1，管径1/2"，10mm保温层，因表中无ΔT=35℃需采用插入法计算
ΔT1=30℃时，q1=11.0W/m
ΔT2=40℃时，q2=14.9W/m
ΔT=30℃时，q=q1+(q2-q1)/(ΔT2-ΔT1)x(ΔT-ΔT1)=11.0+(14.9-11.0)/(40-30)x5=12.95W/m
三：保温层采用硅酸钙，查”表5-1“ f=1.5 e=1 h=1
四：所需伴热量：Q=1.5x1x1x12.95=19.425(W/m)
自限式电热带应选用维持温度下的功率大于等于所需半热量的型号。
表5-1
保温材料 保温系数 导热常熟（W/m.℃)℃时
玻璃纤维 1.0 1.0
岩棉 1.22 1.22
矿渣棉 1.11 1.11
珍珠岩 1.31 1.31
聚氨酯泡沫塑料 0.67 0.67
聚苯乙烯泡沫塑料 0.68 0.68
硅酸钙 1.55 1.55
石棉绳 1.83 1.83
复合硅酸盐毡 0.65 0.65
3. 管道阀体散热量的计算
闸阀散热量通常是相连口径管道每米热损失1.22倍；
球阀为0.7倍
蝶型阀（节流阀）为0.5倍
浮式球阀为0.6倍
4. 确定电加热电缆的功率及长度
根据散热量及介质维持温选择相应的电加热电缆，其最高维持温度必须高于介质温度，单位长度热损失大于电加热电缆额定功率时（即比值大于1时），用以下方法来修正：
A. 当比值大于1.5时，采用两条或更多的平行电加热电缆敷设，电加热电缆长度为管首长度x根数。
B. 当比值在1.1-1.5之间时，可采用卷绕法，如图所示。方法为根据热损失与电加热电缆功率的比值。查表5-2，得到卷绕的节距，并按此敷设，电加热电缆长度为管首长度x比值。
C. 修改保温材料或厚度。
另外还应考虑法兰、弯头及和管道金属托架散热损失所需的电加热电缆长度及预留供电源接线用的长度，预留供中间接线盒接线长度。法兰一般加上2倍的管径长度；弯头加上1.5倍的管径长度；管道金属托架上3-5倍的管径长度。预留电源接线长度一般约为1米，其总和即整个系统所需电加热电缆的总长度。


表5-2


管径 每米管线所需功率与电加热电缆米功率之比
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5
1" 250 170 140 110 100
1 1/4" 310 210 170 140 130
1 1/2" 350 240 190 160 140
2" 430 300 240 200 180
2 1/2" 520 360 290 240 210
3" 630 430 350 290 260
3 1/2" 720 490 390 330 290
4" 800 560 440 370 330
4 1/2" 890 610 480 400 350
5" 900 680 550 460 400
6" 1180 810 650 550 480
7" 1520 1050 840 710 620